1. Chem. Soc. Rev.：高溫質(zhì)子交換膜燃料電池: 先進(jìn)材料和關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)展
高溫質(zhì)子交換膜燃料電池（HT-PEMFC）是一種很有前途的能源設(shè)備，具有反應(yīng)動力學(xué)快（高能效），對燃料/空氣雜質(zhì)的耐受性高，平板設(shè)計簡單以及更好的熱和水管理的優(yōu)點(diǎn)。他們被期望成為下一代PEMFCs，專門用于氫燃料汽車和熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）系統(tǒng)。然而，電催化劑、膜等關(guān)鍵材料在高溫操作下的性能不足，導(dǎo)致其成本高、耐久性低，仍然是阻礙該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的挑戰(zhàn)。為了開發(fā)高性能的HT-PEMFC，世界各地的研究人員一直在致力于通過開發(fā)新穎的合成方法和創(chuàng)新的組裝技術(shù)，了解降解機(jī)理以及制定緩解策略（特別是用于氧還原反應(yīng)的催化劑，質(zhì)子交換膜和雙極板）來探索新材料和相關(guān)技術(shù)。有鑒于此，英屬哥倫比亞大學(xué)張久俊院士、中山大學(xué)宋樹芹教授、上海交通大學(xué)原鮮霞教授等人，全面回顧了HT-PEMFC關(guān)鍵材料、組件和設(shè)備組裝的最新發(fā)展，以及降解機(jī)制、緩解策略和基于HT-PEMFC的CHP系統(tǒng)。為了促進(jìn)HT-PEMFCs在實(shí)際應(yīng)用中的進(jìn)一步研究和發(fā)展，本文還討論了目前存在的挑戰(zhàn)，并提出了未來的幾個研究方向。1）HT-PEMFC的商業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用需要耐用且經(jīng)濟(jì)的催化劑和PEM，以及精心設(shè)計的氣體擴(kuò)散層和耐腐蝕雙極板。總體而言，可通過結(jié)構(gòu)工程和更好地分散催化劑顆粒以及開發(fā)抗腐蝕載體來提高催化劑性能，但是由于催化劑的存在，對于基于PGM的催化劑和不含PGM的催化劑，活性，耐久性和載量仍然具有挑戰(zhàn)性，在高溫下長期運(yùn)行時易分層和降解。通過將Pt金屬與其他金屬合金化并適當(dāng)改變碳載體，可以在一定程度上解決與PGM基催化劑相關(guān)的問題，尤其是碳摻雜和聚合物包裹可以顯著提高性能和耐久性。采用無粘結(jié)劑陰極設(shè)計，獲得了0.1 mg cm2的超低Pt負(fù)載，并取得了滿意的性能，但長期耐久性需要進(jìn)一步提高。2）與PGM基催化劑相比，由于PGM金屬的稀缺性和高價格，無PGM催化劑備受關(guān)注，近年來取得了一些有前景的進(jìn)展。但是，HT-PEMFC無PGM催化劑的應(yīng)用尚處于起步階段，高溫降解機(jī)理的根本原因仍然未知，阻礙了其發(fā)展。因此，未來HT-PEMFCs催化劑的研究方向是:(1)開發(fā)具有高內(nèi)在活性的催化劑，然后通過結(jié)構(gòu)工程優(yōu)化其性能。應(yīng)特別關(guān)注不含PGM的催化劑，以充分理解旨在用它們替代基于PGM的催化劑的機(jī)制；(2)重點(diǎn)研究穩(wěn)定性優(yōu)異的新型非碳載體，了解其降解情況，優(yōu)化合成、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和電導(dǎo)率;(3)對催化劑層結(jié)構(gòu)進(jìn)行專門設(shè)計、比較研究和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高效的三相邊界、合適的親水性/疏水性、降低催化劑負(fù)載量，最終提高HT-PEMFC性能。3）基于HT-PEMFC的CHP系統(tǒng)在許多應(yīng)用領(lǐng)域都很有吸引力，其中重整氣體因其良好的安全性和低成本而成為首選燃料。但重整氣中存在的雜質(zhì)可能會對組分造成損壞，降低性能。與重整氣相比，氫氣作為燃料具有更好的性能，但其大規(guī)模生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸和配送仍存在局限性。通過水電解槽現(xiàn)場生產(chǎn)氫氣可能是CHP系統(tǒng)固定應(yīng)用的一種可能的解決方案。低雜質(zhì)重整氣是促進(jìn)HT-PEMFC熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展的另一個方向。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Rizwan Haider et al. High temperature proton exchange membrane fuel cells: progress in advanced materials and key technologies. Chem. Soc. Rev., 2020.https://doi.org/10.1039/D0CS00296H
2. Angew：多米諾效應(yīng)：金電催化鋰還原加速固氮
NH3的綠色生產(chǎn)，特別是非水溶液中鋰介體電化學(xué)氮?dú)膺€原反應(yīng)（NRR）正引起人們的廣泛研究興趣。然而，關(guān)于NRR機(jī)制的爭論極大地阻礙了它的優(yōu)化和廣泛應(yīng)用。近日，為揭示其電催化過程，南京大學(xué)鄒志剛院士，Cong-Ping Wu，姚穎方副教授報道了一種鍍金碳纖維紙（Au/CP）模型催化劑。1）密度泛函理論(DFT)計算表明，Li在Au(111)面上的吸附能在-3.23 eV比Li在C(002)面上的吸附能在-1.95 eV強(qiáng)得多，預(yù)示了Au和Li離子之間更容易的電子轉(zhuǎn)移動力學(xué)。研究人員隨后用簡單的濺射鍍膜法制備了 Au/CP。 2）原位X射線衍射首次觀察到了核反應(yīng)過程中鋰中間體的轉(zhuǎn)變。Au極大地提高了電子轉(zhuǎn)移動力學(xué)以催化金屬Li的形成，從而極大地加速了NRR的自發(fā)生成。氮?dú)庠傺h(huán)對Au/CP的法拉第效率達(dá)到34.0%，NH3產(chǎn)率高達(dá)50 g h-1 cm-2。研究揭示了鋰介體非水NRR反應(yīng)的關(guān)鍵步驟是電催化還原鋰，為鋰還原提供了一種新的電催化劑設(shè)計方法。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841Lin-Feng Gao, et al, Domino effect: gold electrocatalyzing lithium reduction to accelerate nitrogen fixation, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202015496https://doi.org/10.1002/anie.202015496
3. Angew：二維亞胺共價有機(jī)骨架的同質(zhì)多晶
盡管，人們在化學(xué)上已經(jīng)廣泛觀察到同分異構(gòu)體，但在晶體多孔共價有機(jī)骨架中很少發(fā)現(xiàn)同分異構(gòu)體。近日，天津大學(xué)陳龍教授報道了設(shè)計合成了一系列具有對位、間位和鄰位取代異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的A2B2型四苯基苯單體（p-、m-和o-TetPB），用于直接構(gòu)筑異構(gòu)體骨架。1）研究發(fā)現(xiàn)，kagome（kgm）和單斜方（sql）骨架異構(gòu)體都是通過簡單地改變反應(yīng)溶劑而從p-TetPB（C2h對稱性）或m-TetPB（C2v對稱性）產(chǎn)生，同時，通過X-射線衍射，計算模擬，顯微鏡和吸附等溫線測量等技術(shù)表征了其異構(gòu)體結(jié)構(gòu)。相反，o-TetPB（C2v對稱性）只形成了sql骨架，與反應(yīng)溶劑無關(guān)。這些結(jié)果揭示了骨架結(jié)構(gòu)形成的一個獨(dú)特特征，即單體的幾何形狀指導(dǎo)和主導(dǎo)了晶格生長過程，而溶劑對鏈生長模式的擾動起著作用。2）由于孔的形狀和大小之間的巨大差異，異構(gòu)體骨架對維生素B12表現(xiàn)出高度的選擇性吸附。研究結(jié)果為COFs選擇性結(jié)晶和二維有機(jī)材料多態(tài)性的拓?fù)涔こ涕_辟了可能性。
二維材料學(xué)術(shù)QQ群：1049353403Yusen Li, et al, Polymorphism of 2D Imine Covalent Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202015130https://doi.org/10.1002/anie.202015130
4. Angew：具有快速鋰電導(dǎo)率的超金剛烷酸硫代硼酸鋰鹵化物
硫代硼酸鋰是一種很有前途的快速鋰離子導(dǎo)電材料，具有與硫代磷酸鋰類似的性質(zhì)，使固態(tài)鋰離子電池的發(fā)展成為可能。相比之下，硫代硼酸鹽幾乎沒有被開發(fā)出來，這為材料發(fā)現(xiàn)提供了新的空間。近日，加拿大滑鐵盧大學(xué)Linda F. Nazar報道了用單價X-（Cl-，Br-，I-）完全取代S2-制備的三種新的鋰離子導(dǎo)電材料Li7.5[B10S18]X1.5。1）研究發(fā)現(xiàn)，Li7.5[B10S18]X1.5具有極高的室溫（25 °C）鋰離子電導(dǎo)率（分別為0.5、0.9和1.4 mS cm-1），其電導(dǎo)率確實(shí)受到通道中陰離子的極化率的調(diào)節(jié)。2）研究人員結(jié)合單晶X射線衍射（XRD）、中子粉末衍射（NPD）和中子對分布函數(shù)（NPDF）分析了Li7.5[B10S18]X1.5的晶體結(jié)構(gòu)，以闡明這些超四面體結(jié)構(gòu)中陰陽離子無序?qū)︿囯x子導(dǎo)電性的關(guān)鍵影響。研究工作首次闡明了具有前所未有的快離子導(dǎo)電的新型快離子導(dǎo)體-結(jié)晶鹵化硫代硼酸鋰超金剛烷材料。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Kavish Kaup, et al, Fast Li-Ion Conductivity in Superadamantanoid Lithium Thioborate Halides, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202013339https://doi.org/10.1002/anie.202013339
5. Angew：金屬有機(jī)骨架中Cu(I)和Ag(I)的對接用于吸附和分離氙氣
通過將外部金屬離子嵌入金屬有機(jī)骨架（MOFs），可以獲得具有增強(qiáng)和新性質(zhì)的功能性MOFs。通常，研究人員通過將外部金屬離子錨定在次級建筑單元(SBus)或有機(jī)支柱上來實(shí)現(xiàn)。而后者需要使用含有輔助螯合基團(tuán)的有機(jī)支柱，如聯(lián)吡啶或有機(jī)支柱的合成后功能化，以引入螯合位點(diǎn)。最近，一種分子鉗方法被證明是通過用四位連接子部分取代四位連接子來產(chǎn)生“有缺陷的”結(jié)合位點(diǎn)。近日，加州大學(xué)伯克利分校Omar M. Yaghi，上海科技大學(xué)章躍標(biāo)研究員提出了一種金屬對接策略，利用有機(jī)支柱的精確空間排列作為金屬在MOF中的螯合點(diǎn)。1）研究人員利用分布在MOF-303中沿棒狀A(yù)l-O二級結(jié)構(gòu)單元分布的相鄰吡唑二酸鹽鍵上的非配位氮原子[Al(OH)(C5H2O4N2)]，以原子精度螯合Cu(I)和Ag(I)，得到了金屬化的Cu-和Ag-MOF-303化合物[(CuCl)0.50Al(OH)(C5H2O4N2)和(AgNO3)0.49-Al(OH)(C5H2O4N2)]。2）研究人員利用三維電子衍射和擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜技術(shù)研究了Cu(I)和Ag(I)的配位幾何構(gòu)型。3）得到的金屬化MOF的孔徑大小與Xe的大小相匹配，因此可以高容量和選擇性地結(jié)合Xe/Kr混合物中的Xe。特別是，Ag-MOF-303在298 K和0.2 bar的溫度下表現(xiàn)出59 cm3 cm-3的Xe吸收，選擇性為10.4，是性能最好的MOF之一。與原裝MOF-303相比，動態(tài)分離性能提高了100%。這種金屬化策略提供了一種工程化MOF以實(shí)現(xiàn)高性能氣體分離的新策略。
多孔材料學(xué)術(shù)QQ群：813094255Haoze Wang, et al, Docking of Cu(I) and Ag(I) in Metal-Organic Frameworks for Adsorption and Separation of Xenon, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202015262https://doi.org/10.1002/anie.202015262
6. Angew：電荷轉(zhuǎn)移促進(jìn)氧化物基底上卟啉自金屬化
由于卟啉和金屬卟啉在物理化學(xué)方面具有獨(dú)特的性質(zhì)，使得其在有機(jī)/無機(jī)雜化材料科學(xué)領(lǐng)域的各個方面都得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。其中，以關(guān)于卟啉的表面介導(dǎo)過程最具有代表性，在氧化物表面的金屬化和自金屬化反應(yīng)是近年來研究的熱點(diǎn)。然而，卟啉在氧化物上自金屬化的機(jī)理尚不清楚。有鑒于此，奧地利格拉茨大學(xué)的Martin Sterrer教授等結(jié)合掃描隧道顯微鏡、光電發(fā)射光譜和DFT計算，成功證實(shí)了電荷轉(zhuǎn)移可以促進(jìn)卟啉在超薄MgO（001）薄膜表面的自金屬化。這一發(fā)現(xiàn)為卟啉在氧化物表面的自金屬化機(jī)理提供了重要線索。1）結(jié)合掃描隧道顯微鏡、光電發(fā)射光譜和DFT計算，成功揭示了電荷轉(zhuǎn)移促進(jìn)卟啉在超薄MgO（001）薄膜表面的自金屬化的奧秘。2）通過調(diào)節(jié)MgO（001）/Ag（001）基底的功函數(shù)，我們可以控制卟啉分子在表面的電荷和金屬化狀態(tài)。
Larissa Egger, et al. “Charge‐promoted self‐metalation of porphyrins on an oxide surface. Angew，2020.DOI: 10.1002/anie.202015187https://doi.org/10.1002/anie.202015187
7. Angew：煤焦油染料基配位籠和螺旋結(jié)構(gòu)
將有機(jī)生色團(tuán)引入到超分子結(jié)構(gòu)中可以賦予其優(yōu)異的性能并拓展其應(yīng)用范圍。近日，德國多特蒙德大學(xué)的Guido H. Clever教授等報道了一種將四種典型煤焦油染料（米其勒酮、亞甲基藍(lán)、羅丹明B和結(jié)晶紫）引入到[Pd2L4]超分子自組裝結(jié)構(gòu)的策略。不同配體配位之后，可分別得到燈籠狀雙核超分子籠以及強(qiáng)扭曲的超分子解旋結(jié)構(gòu)。基于這種新型配體的自組裝有望在手性識別、光氧化還原催化和光學(xué)材料等領(lǐng)域得到應(yīng)用。1）報道了一種將四種典型煤焦油染料（米其勒酮、亞甲基藍(lán)、羅丹明B和結(jié)晶紫）引入到[Pd2L4]超分子自組裝結(jié)構(gòu)的策略。將煤焦油染料通過哌嗪橋聯(lián)到兩種N-供體上，其中以吡啶為基礎(chǔ)的配體可形成具有可接近空腔的燈籠狀超分子籠，而基于異喹啉的配體則形成了強(qiáng)扭曲螺旋體的環(huán)狀混合物。2）所有的組裝體在陰離子手性識別時都保持了染料的本征電子結(jié)構(gòu)。核磁共振、CD滴定法和離子遷移質(zhì)譜分析表明，手性陰離子通過超分子籠狀物的包裹模式和螺旋體的外締合模式相互作用。3）這種新型的染料功能化組裝體，為開發(fā)具有受限反應(yīng)室的光氧化還原催化劑奠定了基礎(chǔ)，同時可用于生物分子和聚合物的手性檢測。
Irene Regeni, et al. Coal‐Tar Dye‐based Coordination Cages and Helicates. Angew，2020.DOI: 10.1002/anie.202015246https://doi.org/10.1002/anie.202015246
8. Angew：高性能層狀鈣鈦礦鐵電材料
具有整體光伏效應(yīng)（BPVE）的鐵電材料在下一代非易失性存儲器中有廣泛應(yīng)用前景，但是由于性能較差，傳統(tǒng)的鐵電材料無法得到應(yīng)用。復(fù)合鈣鈦礦基鐵電材料有吸引人的極性和半導(dǎo)體性能，展示了實(shí)際應(yīng)用前景。有鑒于此，福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所羅軍華、Xitao Liu等報道了通過功能性單元結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變(unit-transmutation)策略，構(gòu)建了一種層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合鈣鈦礦鐵電材料(C6H5CH2NH3)2CsPb2Br7（BCPB），展示了6.5 μC/cm2的穩(wěn)定自發(fā)極化、居里溫度達(dá)到425 K、達(dá)到5 μA/cm2 的零偏壓光電流密度、開/關(guān)轉(zhuǎn)變超過3×105。這種材料的性質(zhì)超過了傳統(tǒng)的高性能BiFeO3。1）結(jié)構(gòu)獨(dú)特的自調(diào)節(jié)凈帶電層實(shí)現(xiàn)了不易疲勞的整體光伏效應(yīng)BPVE，在108次循環(huán)后，器件未見性能衰減。驗(yàn)證了(C6H5CH2NH3)2CsPb2Br7（BCPB）在非易失性光伏器件中的應(yīng)用前景。2）本工作中的研究結(jié)果為耐疲勞的鐵電半導(dǎo)體材料開發(fā)提供有效支持，進(jìn)一步促進(jìn)下一代電子器件的發(fā)展和應(yīng)用。
光伏技術(shù)學(xué)術(shù)QQ群：708759169Yunpeng Yao, et al, Exploring a Fatigue‐Free Layered Hybrid Perovskite Ferroelectric for Photovoltaic Non‐Volatile Memories, Angew. Chem. Int. Ed. 2020DOI: 10.1002/anie.202012601https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202012601
9. Angew：兩種不良溶劑的混合物中的超分子解聚：離子π-體系超分子聚合的機(jī)理研究和調(diào)節(jié)
溶劑在軟材料的合成和加工過程中必不可少。超分子聚合物（SPs）是一類新興的軟材料，通常在單一或混合的不良溶劑中穩(wěn)定存在。與之相反，近日，印度理工學(xué)院海得拉巴分校Kotagiri Venkata Rao報道了SPs在兩種不良溶劑的混合物中的解聚。1）研究人員在水和異丙醇（IPA）等兩親性有機(jī)溶劑混合物中的cationic perylene diimides（cPDIs），觀察到了SPS的解聚。cPDIs在水和IPA中形成穩(wěn)定的SPs，但在含水的50-70 vol% IPA中很容易解聚成單體。分子動力學(xué)模擬表明，這是由于π表面被IPA的烷基鏈和離子側(cè)鏈選擇性地溶劑化所致。2）研究人員通過系統(tǒng)地改變水和兩親性有機(jī)溶劑的比例，增加和降低溶劑的極性實(shí)現(xiàn)了前所未有的超分子聚合。
Srinu Kotha, et al, Supramolecular Depolymerization in the Mixture of Two Poor Solvents: Mechanistic Insights and Modulation of Supramolecular Polymerization of Ionic π-Systems, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202011977https://doi.org/10.1002/anie.202011977
10. Nano Energy: 高性能鈣鈦礦光伏最小電壓損耗的最新進(jìn)展
鈣鈦礦太陽能電池（PSC）作為一種新興的光伏技術(shù)，其功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）已經(jīng)提高了25％以上。盡管PCE很高，但仍需要進(jìn)一步降低PSC的電壓損失（Vloss），以實(shí)現(xiàn)更高的開路電壓（Voc），從而達(dá)到其對應(yīng)的Shockley-Queiser極限。通過主要抑制鈣鈦礦和，或相關(guān)界面中的非輻射復(fù)合，最大化初始輻射效率以及調(diào)整PSC中的能級排列，已在最大程度降低Vloss方面做出了巨大努力。然而，仍然缺乏對獲得的最低Vloss值的關(guān)鍵概述以及基于最普遍的鈣鈦礦成分抑制PSC的Vloss的策略。昆士蘭大學(xué)Wu-Qiang Wu和王連洲等人對此進(jìn)行了總結(jié)概述。1）首先，闡明了Vloss的定義和決定因素，并全面討論了基于各種類型帶隙的主要鈣鈦礦的PSC的最新低Vloss值。重點(diǎn)介紹了抑制PSC的Vloss的策略，旨在增進(jìn)對相關(guān)Vloss機(jī)制的基本了解。最后，提供了關(guān)于進(jìn)一步抑制PSC中的Vloss的深刻見解，旨在實(shí)現(xiàn)PSC中新的創(chuàng)紀(jì)錄的PCE。
光伏技術(shù)學(xué)術(shù)QQ群：708759169Chengxi Zhang et al. Recent Progress of Minimal Voltage Losses for High-Performance Perovskite Photovoltaics, Nano Energy, 2020DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.105634https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520312076#!
11. NSR：基于可逆超氧化物-過氧化物轉(zhuǎn)化的高容量可充電K-金屬電池正極
作為一種極有前途的低成本儲能技術(shù)，可充電鉀離子電池（KIBs）有限的容量嚴(yán)重阻礙了其發(fā)展。作為一種有吸引力的容量提升策略，目前，在密封的KIBs體系中還沒有實(shí)現(xiàn)與氧相關(guān)的陰離子氧化還原活性。近日，南京大學(xué)周豪慎教授報道了通過將KO2嵌入到負(fù)載還原石墨烯（rGO）的納米二氧化釕（RuO2）催化劑顆粒中，首次在KO2基正極上實(shí)現(xiàn)了可逆的超氧化物/過氧化物（KO2/K2O2）相互轉(zhuǎn)化。1）研究人員發(fā)現(xiàn)，超氧陰離子（O2-）是不可逆析氧和電解質(zhì)分解的罪魁禍?zhǔn)祝ㄟ^將KO2嵌入到RuO2@rGO基質(zhì)中，可逆的KO2/K2O2相互轉(zhuǎn)化被限制在O2-/O2-自由區(qū)域內(nèi)，并得到了系統(tǒng)的內(nèi)外定量/定性表征的證實(shí)。此外，體相/表面敏感光譜的觀察結(jié)果顯示，在充電過程中電極/電解液界面上形成獨(dú)特的缺鉀K1-xO2-Ru中間態(tài)，從而抑制了超氧陰離子（O2-）的形成。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，半電池的平均往返過電位僅為0.2 V，900次循環(huán)后的可逆容量為300 mAh/g（基于預(yù)負(fù)載KO2的質(zhì)量）。此外，得益于電解質(zhì)的改性，相應(yīng)的全電池在使用有限數(shù)量的過剩K-金屬負(fù)極組裝后具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，這與其他最先進(jìn)的KIBs相比具有顯著的競爭力。此外，通過與其他KIBs正極和全電池候選電池進(jìn)行比較，所開發(fā)的KIBs不僅提高了高能量密度，而且還表現(xiàn)出高能效、高倍率性能和長期循環(huán)性能。該研究首次在KIBs中成功地實(shí)現(xiàn)了可逆的超氧化物/過氧化物相互轉(zhuǎn)化正極反應(yīng)，有望激發(fā)氧相關(guān)陰離子氧化還原反應(yīng)的發(fā)展，用于制造具有高能量密度的可充電電池。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Yu Qiao, et al, A high-capacity cathode for rechargeable K-metal battery based on reversible superoxide-peroxide conversion, National Science Review, nwaa287, 2020https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa287
12. Biomaterials：多孔卵黃殼Fe/Fe3O4納米顆粒通過可控暴露Fe(0)以治療癌癥
鐵基類芬頓型反應(yīng)在癌癥治療中被廣泛應(yīng)用。與氧化鐵相比，F(xiàn)e(0)具有較高的催化活性，但其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性不足。中國藥科大學(xué)孫曉蓮教授和布朗大學(xué)孫守恒教授設(shè)計了一種在正常生理?xiàng)l件下通過Fe/Fe3O4多孔卵黃殼納米結(jié)構(gòu)(PYSNPs)穩(wěn)定Fe(0)并控制腫瘤微環(huán)境中Fe(0)的釋放以增強(qiáng)腫瘤治療的新策略。1）PYSNPs對HepG2細(xì)胞的IC50為20 μg/mL(氧化鐵納米顆粒為1 mg/mL)，具有較好的腫瘤抑制作用。在體內(nèi)單次靜脈注射（1mg/kg劑量）PYSNPs后有效地抑制腫瘤生長。此外在酸性腫瘤微環(huán)境中，PYSNPs會發(fā)生解體以引起MRI信號的顯著改變，進(jìn)而有助于增強(qiáng)對腫瘤的診斷。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明，解體后的Fe3O4碎片可以通過腎臟代謝，因此其副作用也很低。綜上所述，這一研究工作為穩(wěn)定地、選擇性遞送Fe(0)以用于高效癌癥治療提供了一個新的納米平臺。
生物醫(yī)藥學(xué)術(shù)QQ群：1033214008Huan Liang. et al. Porous Yolk-Shell Fe/Fe3O4 Nanoparticles with Controlled Exposure of Highly Active Fe(0) for Cancer Therapy. Biomaterials. 2020https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220307766
